(57)【要約】【課題】過熱保護制御の精度を確保することができるアクチュエータ過熱保護制御装置を提供する。【解決手段】電動ステアリングロック装置２にＣＲ回路１４を設け、ステアリングロックＥＣＵ３の通電オン時、ＣＲ回路１４を充電しておく。ステアリングロックＥＣＵ３が通電オフになると、ＣＲ回路１４が放電し、ＣＲ回路１４のコンデンサ電圧Ｖc1が低下していく。そして、ステアリングロックＥＣＵ３の通電が再度オンになったとき、コンデンサ電圧Ｖc1をＡ／Ｄ入力端子１６で確認し、このときのコンデンサ電圧Ｖc1から放電時間を求め、放電時間を補正カウンタ値Ｃｒに換算し、この補正カウンタ値Ｃｒによりカウンタ１３を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの駆動中、コントローラのカウンタを加算し、前記アクチュエータの非駆動中、前記コントローラの前記カウンタを減算することにより、カウンタ値をアクチュエータ温度として推測し、前記カウンタ値が閾値以上となると、前記アクチュエータを強制停止する過熱保護制御により、当該アクチュエータを過熱から保護するアクチュエータ過熱保護制御装置において、
前記コントローラの通電オフによる前記アクチュエータの非駆動中、時間経過に伴い特性値が変化する素子と、
前記コントローラが前記通電オフから通電オンとなった際、通電オフ間の前記特性値の変化量をカウンタ値に換算し、この換算値を基に前記コントローラのカウンタを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とするアクチュエータ過熱保護制御装置。
【請求項２】
前記素子は、ＣＲ回路であり、
前記ＣＲ回路は、前記コントローラが前記通電オフの間、前記特性値が時定数に基づく変化をとり、
前記補正手段は、前記コントローラが前記通電オフから電源が再度オンされた際、前記ＣＲ回路の時定数に基づく変化量をカウンタ値に換算する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ過熱保護制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記通電オン時に前記素子に電圧を印加しておき、前記通電オフとなった後に当該通電が再度オンされたとき、前記通電オフ間の前記電圧の変化量を確認し、その変化量を前記カウンタ値に換算する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ過熱保護制御装置。
【請求項４】
前記コントローラは、他コントローラにスレーブとして接続されるとともに、当該他コントローラによって通電のオン／オフが管理されている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のアクチュエータ過熱保護制御装置。
【請求項５】
ステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置に使用し、前記アクチュエータとしてのステアリングロックモータを過熱から保護する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のアクチュエータ過熱保護制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータをソフトウェアによる過熱保護制御により過熱保護するアクチュエータ過熱保護制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを過熱から保護する過熱保護制御の一種として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）制御がある（特許文献１等参照）。ＰＴＣ制御は、ソフトＰＴＣとも呼ばれる。図４に示すように、ＰＴＣ制御は、モータを駆動している時間（発熱時間）、カウンタを加算し、モードを駆動しない時間（放熱時間）、カウンタを減算することにより、モータの温度を推測し、カウンタ値が閾値以上、つまり不作動域に到達すると、モータを強制停止することで、モータを発熱から保護する制御である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０３７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータはＥＣＵ（Electronic Control Unit）により駆動制御されるが、ＥＣＵは常時オンとなっている訳ではなく、状況により、あるタイミングにおいて通電がオン→オフに切り換わる現状がある。このため、ＥＣＵが通電オフとなっているときは、カウンタによる計算ができないので、実際のモータ温度とカウンタ値との間にずれが生じてしまう。このため、ＥＣＵが電源再投入されてカウントを再開する際、実際のモータ温度と異なるカウンタ値で過熱保護制御を実施してしまうので、過熱保護制御の精度がよくないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、過熱保護制御の精度を確保することができるアクチュエータ過熱保護制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明では、アクチュエータの駆動中、コントローラのカウンタを加算し、前記アクチュエータの非駆動中、前記コントローラの前記カウンタを減算することにより、カウンタ値をアクチュエータ温度として推測し、前記カウンタ値が閾値以上となると、前記アクチュエータを強制停止する過熱保護制御により、当該アクチュエータを過熱から保護するアクチュエータ過熱保護制御装置において、前記コントローラの通電オフによる前記アクチュエータの非駆動中、時間経過に伴い特性値が変化する素子と、前記コントローラが前記通電オフから通電オンとなった際、通電オフ間の前記特性値の変化量をカウンタ値に換算し、この換算値を基に前記コントローラのカウンタを補正する補正手段とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
本発明の構成によれば、アクチュエータの非駆動時において時間経過に伴い特性値が変化する素子を設け、通電が再度オンされた際、この素子の変化量から、コントローラに発生した通電オフ時間を求める。そして、この放電時間をカウンタ値に換算し、この換算値を基に、過熱保護制御のカウンタを補正する。このため、過熱保護制御のカウンタ値が実際のモータ温度に即した値に近づく。よって、過熱保護制御のカウンタの最適化が可能となり、過熱保護制御の精度確保に効果が高くなる。
【０００８】
本発明では、前記素子は、ＣＲ回路であり、前記ＣＲ回路は、前記コントローラが前記通電オフの間、前記特性値が時定数に基づく変化をとり、前記補正手段は、前記コントローラが前記通電オフから電源が再度オンされた際、前記ＣＲ回路の時定数に基づく変化量をカウンタ値に換算することを要旨とする。この構成によれば、ＣＲ回路の充放電特性を利用してカウンタ値を補正するので、装置構成が簡素で済む。
【０００９】
本発明では、前記補正手段は、前記通電オン時に前記素子に電圧を印加しておき、前記通電オフとなった後に当該通電が再度オンされたとき、前記通電オフ間の前記電圧の変化量を確認し、その変化量を前記カウンタ値に換算することを要旨とする。この構成によれば、通電オフ時に必然的に下がっていく電圧からアクチュエータの通電オフ時間を求めるので、低下する電圧を確認するという簡素な処理によりアクチュエータの通電オフ時間を算出することが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記コントローラは、他コントローラにスレーブとして接続されるとともに、当該他コントローラによって通電のオン／オフが管理されていることを要旨とする。この構成によれば、コントローラが上位の他コントローラにスレーブとして接続されていて、他コントローラからコントローラに電源が供給されない状況となっても、コントローラの過熱保護制御の精度を確保することが可能となる。
【００１１】
本発明では、ステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置に使用し、前記アクチュエータとしてのステアリングロックモータを過熱から保護することを要旨とする。この構成によれば、本例のアクチュエータ過熱保護制御装置をステアリングロック装置に適用したので、ステアリングロック装置を過熱から精度よく保護することが可能となる。また、ステアリングロック装置を過熱による損傷から保護することも可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、過熱保護制御の精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のステアリングロック装置の概略構成図。
【図２】モータ駆動及びＥＣＵ通電に対するカウンタ値の変化を表す説明図。
【図３】ＥＣＵ通電、トランジスタオン／オフ、コンデンサ電圧の変化を示すタイミングチャート。
【図４】従来の過熱保護制御の概念を表す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化したアクチュエータ過熱保護制御装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、車両１には、ステアリングロックの施解錠を電動で切り換える電動ステアリングロック装置２が設けられている。この場合、車両１には、ステアリングロックの動作を制御するステアリングロックＥＣＵ３が設けられている。ステアリングロックＥＣＵ３には、駆動回路４を介してステアリングロックモータ５が接続されている。ステアリングロックモータ５は、ロックバー６をステアリングシャフトの溝（図示略）に係止したり、溝に係止したロックバー６を溝から引き出したりする際の駆動源である。なお、ステアリングロックＥＣＵ３がコントローラに相当し、ステアリングロックモータ５がアクチュエータに相当する。
【００１５】
ステアリングロックＥＣＵ３は、車内のバス７を介して、車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ８に接続されている。ステアリングロックＥＣＵ３は、ボディＥＣＵ８にスレーブとして接続され、ボディＥＣＵ８によって電源（通電オン／オフ）が管理されている。ボディＥＣＵ８は、必要時においてのみステアリングロックＥＣＵ３を通電し、ステアリングロックＥＣＵ３を動作可能にする。なお、ボディＥＣＵ８が他コントローラに相当する。
【００１６】
ボディＥＣＵ８は、ＩＤ照合車載器９及び電子キー１０間でスマート照合（車内スマート照合）が成立することを確認すると、ステアリングロック解除要求をステアリングロックＥＣＵ３に出力する。ステアリングロックＥＣＵ３は、ステアリングロック施錠時、ボディＥＣＵ８からステアリングロック解除要求を入力すると、ステアリングロックモータ５によりロックバー６をアンロック方向に動作させて、ステアリングロックを解錠状態にする。
【００１７】
スマート照合は、ＩＤ照合車載器９からの通信を契機に、ＩＤ照合車載器９及び電子キー１０が狭域無線（通信距離：数ｍ）による双方向通信（スマート通信）により、電子キー１０の電子キーＩＤを確認する照合である。スマート通信は、車両１からの電波がＬＦ（Low Frequency）帯の電波で送信され、電子キー１０からの電波がＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波で送信される。本例の場合、車内の電子キー１０と実施するスマート照合が車内スマート照合であり、車外の電子キー１０と実施するスマート照合が車外スマート照合である。車内スマート照合が成立すれば、運転席のエンジンスイッチ１１による電源遷移操作（エンジン始動操作）が許可される。車外スマート照合が成立すれば、ドアロックの施解錠が許可／実行される。
【００１８】
ボディＥＣＵ８は、運転者が降車してドアが閉じられたことを確認すると、ステアリングロック施錠要求をステアリングロックＥＣＵ３に出力する。ステアリングロックＥＣＵ３は、ステアリングロック解錠時、ステアリングロック施錠要求を入力すると、ステアリングロックモータ５によりロックバー６をロック方向に動作させて、ステアリングロックを施錠状態にする。
【００１９】
電動ステアリングロック装置２には、ソフトウェアを用いた過熱保護制御（ソフトＰＴＣ制御）により、ステアリングロックモータ５を過熱から保護するソフトＰＴＣ制御部１２が設けられている。本例の過熱保護制御は、ステアリングロックモータ５の駆動中、モータ５が発熱するとみなして内部のカウンタ１３を加算し、逆にステアリングロックモータ５の非駆動中、モータ５が放熱するとみなしてカウンタ１３を減算することにより、カウンタ値Ｃｘをモータ温度Ｔｘとして推測する。そして、カウンタ値Ｃｘが閾値Ｃｋ以上、つまり不作動域に到達すると、ステアリングロックモータ５を強制停止して、モータ５を発熱から保護する。なお、モータ温度Ｔｘがアクチュエータ温度に相当する。
【００２０】
ところで、図２に示すように、ステアリングロックＥＣＵ３は、常時、通電オンをとる訳ではなく、ボディＥＣＵ８からの電力供給がなくなると、通電オフに切り換わる。通電オフ時、ステアリングロックＥＣＵ３は動作できないので、カウンタ１３による計算も実施できない。よって、電源オフ時、時間経過とともにモータ温度Ｔｘは低下していくものの、カウンタ値Ｃｘを減算することができず、実際のモータ温度Ｔｘとカウンタ値Ｃｘとの間にはズレが発生し、これが過熱保護制御を正確に実施できない問題に繋がる。
【００２１】
そこで、図１に示すように、本例の電動ステアリングロック装置２には、ステアリングロックＥＣＵ３の通電オフを要因とするカウンタ値Ｃｘのずれを補正する補正機能が設けられている。本例の補正機能は、ステアリングロックＥＣＵ３が通電オフとなっても、時間経過で値が変化する素子を使用し、この素子の変化量を基に非通電の時間を推測し、これをカウンタ値Ｃｘに反映する機能である。
【００２２】
本例の場合、ステアリングロックＥＣＵ３には、トランジスタ（充電制御トランジスタ）Tr１を介してＣＲ回路１４が接続されている。ＣＲ回路１４は、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１がＴ字結線された回路からなる。充電制御トランジスタTr１は、エミッタが電源に接続され、コレクタがコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の中点Ｐａに接続され、ベースがステアリングロックＥＣＵ３の制御端子１５に接続されている。ＣＲ回路１４の時定数τは、Ｃ１及びＲ１の値から一義的に決まる。ステアリングロックＥＣＵ３のＡ／Ｄ入力端子１６には、コンデンサＣ１の端子間電圧（以降、コンデンサ電圧Ｖc1と記す）が入力されている。コンデンサ電圧Ｖc1は、中点Ｐａ及びＧＮＤ間の電圧である。なお、ＣＲ回路１４が素子に相当し、コンデンサ電圧Ｖc1が特性値に相当する。
【００２３】
ステアリングロックＥＣＵ３には、Ａ／Ｄ入力端子１６に入力されるコンデンサ電圧Ｖc1を測定する電圧測定部１７と、充電制御トランジスタTr１を制御するトランジスタ制御部１８とが設けられている。また、ステアリングロックＥＣＵ３には、電圧測定部１７が測定したコンデンサ電圧Ｖc1からＣＲ回路１４の放電時間Ｔｋを基め、この放電時間Ｔｋから過熱保護制御の補正カウンタ値Ｃｒを演算するカウンタ値演算部１９と、演算した補正カウンタ値Ｃｒを基にカウンタ１３を補正するカウンタ補正部２０とが設けられている。なお、電圧測定部１７、トランジスタ制御部１８、カウンタ値演算部１９及びカウンタ補正部２０が補正手段を構成し、補正カウンタ値Ｃｒが換算値に相当する。
【００２４】
次に、本例の過熱保護制御の動作を、図３を用いて説明する。
図３に示すように、ステアリングロックＥＣＵ３は、ボディＥＣＵ８から電力が供給されると、通電オンとなる。このとき、ステアリングロックＥＣＵ３は、まずイニシャライズを行い、イニシャライズが済むと、動作が可能となる。また、ステアリングロックＥＣＵ３が通電オンされることにより、本例の補正機能（ＣＲ回路１４の充電）も動作可能となる。
【００２５】
ステアリングロックＥＣＵ３のイニシャライズ後、トランジスタ制御部１８は、充電制御トランジスタTr１をオンし、ＣＲ回路１４のコンデンサＣ１を満充電する。このとき、トランジスタ制御部１８は、例えばコンデンサ電圧Ｖc1を最大値Ｖmaxに設定する。充電制御トランジスタTr１のオン動作は、ステアリングロックのロック動作やアンロック動作と並行して行われる。
【００２６】
この後、ボディＥＣＵ８からステアリングロックＥＣＵ３に電力が供給されなくなったとする。ステアリングロックＥＣＵ３は、ボディＥＣＵ８からの電力供給がなくなると、通電オフとなる。即ち、ステアリングロックＥＣＵ３は、電源が切られた状態となり、種々の動作が実行不可となる。
【００２７】
このとき、充電制御トランジスタTr１がオフとなるので、ＣＲ回路１４はコンデンサＣ１に蓄えた電荷を放電する。これにより、コンデンサ電圧Ｖc1が徐々に低下していくこととなる。
【００２８】
続いて、ボディＥＣＵ８からステアリングロックＥＣＵ３に電力が再供給されたとする。ステアリングロックＥＣＵ３は、通電オンになると、まず前述と同様にイニシャライズを行う。
【００２９】
カウンタ値演算部１９は、イニシャライズが済むと、イニシャライズ完了後の電圧測定ポイントＰｖにおいてコンデンサ電圧Ｖc1を確認する。ちなみに、電圧測定ポイントＰｖは、通電オンの再開時、ステアリングロックＥＣＵ３のイニシャライズが完了し、ステアリングロックＥＣＵ３が過熱保護制御を再開するタイミングに相当する。
【００３０】
ところで、ステアリングロックＥＣＵ３の通電オフ時のコンデンサ電圧Ｖc1の変化量（低下量）、つまりＣＲ回路１４の放電量は、ＣＲ回路１４の時定数τに応じて一義的に決まる。よって、通電が再度オンされた際のコンデンサ電圧Ｖc1から放電時間Ｔｋが分かるので、この放電時間Ｔｋからカウンタ値を求めれば、このカウンタ値は通電オフ期間中のステアリングロックモータ５の放熱量に相当するはずである。よって、カウンタ値演算部１９は、通電の再度オン時のコンデンサ電圧Ｖc1を基に放電時間Ｔｋを求め、この放電時間Ｔｋを補正カウンタ値Ｃｒに換算する。
【００３１】
カウンタ補正部２０は、カウンタ値演算部１９が算出した補正カウンタ値Ｃｒをカウンタ１３に反映して、カウンタ１３の現在値を補正する。即ち、カウンタ補正部２０は、現在のカウンタ値Ｃｘから補正カウンタ値Ｃｒを減算し、カウンタ１３を実際のモータ温度Ｔｘに即した値に補正する。
【００３２】
ソフトＰＴＣ制御部１２は、補正後のカウンタ値Ｃｘを基に、モータ温度Ｔｘを監視する。そして、ソフトＰＴＣ制御部１２は、カウンタ値Ｃｘが閾値Ｃｋ以上となって不作動域に入ると、ステアリングロックモータ５を強制停止して、ステアリングロックモータ５を放熱させる。強制停止後、時間経過とともにステアリングロックモータ５の温度が低下し、かつカウンタ値Ｃｘも減算されていく。ソフトＰＴＣ制御部１２は、カウンタ値Ｃｘが作動域に戻ると、ステアリングロックモータ５を再駆動する。そして、この動作を繰り返し、ステアリングロックの動作を完了させる。
【００３３】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）電動ステアリングロック装置２にＣＲ回路１４を設け、ステアリングロックＥＣＵ３の通電オン時、ＣＲ回路１４を充電しておく。ステアリングロックＥＣＵ３が通電オフになると、ＣＲ回路１４が放電し、ＣＲ回路１４のコンデンサ電圧Ｖc1が低下していく。そして、ステアリングロックＥＣＵ３の通電が再度オンになったとき、コンデンサ電圧Ｖc1を確認し、このときのコンデンサ電圧Ｖc1から放電時間Ｔｋを求め、放電時間Ｔｋを補正カウンタ値Ｃｒに換算し、補正カウンタ値Ｃｒでカウンタ１３を補正する。このため、カウンタ値Ｃｘが実際のモータ温度Ｔｘに近づく値に補正されるので、過熱保護制御の精度を向上することができる。
【００３４】
（２）ＣＲ回路１４の充放電特性を利用してカウンタ値Ｃｘの補正が可能であるので、簡素な構成で過熱保護制御の精度を確保することができる。
（３）ＣＲ回路１４に電荷を充電しておき、通電オフ時に必然的に低下するコンデンサ電圧Ｖc1から放電時間Ｔｋを求めるので、通電の再度オン時、単に電圧を確認するという簡素な処理により放電時間Ｔｋ、つまり補正カウンタ値Ｃｒを演算することができる。
【００３５】
（４）ステアリングロックＥＣＵ３がボディＥＣＵ８のスレーブとして接続される場合、ボディＥＣＵ８は種々の電装品の電源を管理することから、電源の有効利用も兼ねて、ボディＥＣＵ８からステアリングロックＥＣＵ３には、ステアリングロックモータ５の駆動時のみ電力が供給される。即ち、ステアリングロックＥＣＵ３が断続的に通電オフされることになる。しかし、本例の補正機能を採用すれば、ステアリングロックＥＣＵ３が断続的に通電オフされる動作をとる場合であっても、過熱保護制御の精度を確保することができる。
【００３６】
（５）本例の過熱保護制御の補正機能を電動ステアリングロック装置２に適用したので、電動ステアリングロック装置２を過熱から精度よく保護することができる。また、電動ステアリングロック装置２を過熱による損傷から保護することもできる。
【００３７】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・ステアリングロックＥＣＵ３の電源は、ボディＥＣＵ８が管理することに限らず、他のＥＣＵが実施してもよい。
【００３８】
・電動ステアリングロック装置２がいつロック／アンロックを行うのかは、実施形態以外の態様に変更可能である。
・電動ステアリングロック装置２は、実施形態に述べた構成に限らず、電動で動いてステアリングホイールの操作を禁止できるものであれば、他の構成に変更可能である。
【００３９】
・ＣＲ回路１４は、Ｃ１，Ｒ１からなる回路に限定されず、他の回路構成に変更可能である。
・通電オフ時間を検出する素子は、ＣＲ回路１４に限定されない。例えば、ＬＣ回路の電圧変化や、ステアリングロックＥＣＵ３内のＲＡＭの電荷の抜け方などから、通電オフ時間を判定することも可能である。
【００４０】
・閾値Ｃｋは、固定値に限らず、例えばステアリングロックＥＣＵ３の都度の状態に応じて値が変わる可変式としてもよい。
・コントローラは、ステアリングロックＥＣＵ３に限定されず、他のＥＣＵに変更してもよい。
【００４１】
・コントローラは、ＥＣＵに限らず、ＣＰＵ（Central Processing Unit）でもよい。
・アクチュエータは、モータに限定されず、他の駆動源を採用してもよい。
・モータ５の通電オフ時に素子の電圧が高くなっておき、通電オン時における電圧から放電時間Ｔｋを判定可能としてもよい。
【００４２】
・本例の過熱保護制御の補正機能は、車両１に適用されることに限定されず、他の機器や装置にも採用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
２…電動ステアリングロック装置、３…コントローラとしてのステアリングロックＥＣＵ、５…アクチュエータとしてのステアリングロックモータ、８…他コントローラとしてのボディＥＣＵ、１３…カウンタ、１４…素子としてのＣＲ回路、１７…補正手段を構成する電圧測定部、１８…補正手段を構成するトランジスタ制御部、１９…補正手段を構成するカウンタ値演算部、２０…補正手段を構成するカウンタ補正部、Ｃｘ…カウンタ値、Ｃｋ…閾値、Ｃｒ…換算値としての補正カウンタ値、Ｔｘ…アクチュエータ温度としてのモータ温度、Ｖc1…特性値としてのコンデンサ電圧、τ…時定数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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